碱性条件下日光/FeEDTA/H2O2降解2,4-二氯苯酚的研究

采用日光/FeEDTA/H2O2体系降解2,4-二氯苯酚废水,探讨了pH值,H2O2,FeEDTA以及2,4-二氯苯酚初始浓度对2,4-二氯苯酚去除率以及CODCr去除率的影响,发现该体系可在较宽的pH范围(pH=2-11)降解2,4-二氯苯酚.碱性条件下(pH=9)对250mg·l-1的2,4-二氯苯酚废水,最佳处理条件为:[H2O2]=30mmol·l-1,[FeEDTA]=0.5mmol·l-1,此条件下,反应2h后,2,4-二氯苯酚的去除率高达99%,CODCr去除率达91%.另外,通过对传统Fenton,FeEDTA,草酸铁以及柠檬酸铁四种Fenton体系的对比研究,发现FeEDTA体系在碱性条件下处理2,4-二氯苯酚废水具有明显的优势.     

铝电极-低压脉冲电解含油废水影响因素

高压脉冲电源耗电量大,反应器绝缘安全要求高,不利于工业化应用.为了降低电耗、电极损失,采用铝电极-低压脉冲电解方法,对难降解的含油废水去油影响因素进行了单因子试验研究.结果表明:该方法对质量浓度为95.0 mg·L-1的含油废水中油的去除率超过65%.油去除率随电解时间、电压增加而增大,电解时间达到50 min、电压大于7 V以后受油分子扩散浓度影响而增加缓慢;适宜占空比、脉冲频率即可发挥脉冲作用,消除钝化效果,又可增强电解效果;体系pH值对电解影响较大,碱性条件有较好的电解效果;适量增加电解质用量可以提高油去除率;电极间距主要影响电耗,随间距减小耗电量增加.     

电化学氧化处理丙烯腈废水及对可生化性的提高

以丙烯腈废水为研究对象,进行废水预处理对提高废水的可生化性和后续好氧生物处理效率的研究。实验采用电化学氧化法对难降解丙烯腈废水处理效果进行了单因子试验,分析了电压、电解时间、氯离子质量浓度对废水色度及CODcr的去除效果,以及对废水可生化性的影响。实验结果显示,电化学氧化法在电压5V,pH为3.00,反应时间6h,搅拌速率为250r·min^-1,氯离子质量浓度为5000mg·L^-1的条件下,对CODCr1156mg·L^-1,色度512倍的丙烯腈废水中CODcr去除率达到60%,色度的去除率达到90%,并使废水的可生化性明显提高。CODCr去除率和色度去除率随电解时间、电压增加而增大,电解时间达5h、电压大于5V以后使水电解副反应更容易发生,对有机物的降解速率减小,同时随电解时间延长,能耗逐渐增大,处理成本增大;氯离子质量浓度对电解效果影响较大,适量增大氯离子质量浓度,可以提高CODCr的去除率。     

高压脉冲放电等离子体降解水中痕量硝基苯

采用高压脉冲等离子体技术处理水中痕量硝基苯,考察了脉冲电压峰值、电极间距、溶液初始pH值、氧气鼓入量和Fe2 添加量等因素对硝基苯去除率的影响.在脉冲电压峰值为35kV,电极间距为20mm,溶液初始pH值为10.2,氧气鼓入量为400ml·min-1,Fe2 添加量为30mg·l-1的实验条件下,水中硝基苯放电处理50min的去除率可达92.8%.     

电极生物膜自养脱氮系统中的电化学作用

设计构建三维电极生物膜反应器,成功启动后稳定运行,在全自养条件下能较好地处理低碳氮比含氮废水.结果表明,在进水不含有机碳源,电流强度为30 mA,电流密度为0.012 mA·cm-2,运行周期24 h的实验条件下,反应器处理进水氨氮浓度为30 mg·L-1的废水时,氨氮转化率达到了90.3%,总氮去除率为70.0%;处理进水硝态氮浓度为30 mg·L-1的废水时,硝态氮去除率达到了82.7%.在考察电极生物膜反应器脱氮性能的同时,探讨系统中纯电化学作用的脱氮能力.结果显示电极生物膜处理氨氮废水的系统中,纯电化学脱氮作用为系统总脱氮能力的10%左右;而处理硝态氮废水的电极生物膜系统中,无电化学还原去除NO-3-N作用.     

流化床三维电极电催化氧化深度处理焦化废水

研究了以焦粒为粒子电极的流化床三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。结果表明：采用以焦粒为粒子电极的流化床三维电极反应器能有效降解废水中的有机物,COD去除率依赖于粒子投加量、电流密度、电导率、pH值、曝气量等操作参数的影响。在电导率（以S计）为7.1 m.cm-1,曝气量为160 L.h-1,电流密度（以A计）为48 m.cm-2,pH值为5.0,投加量30 g.L-1时,电解30 min,COD的去除率超过60%,表明流化床三维电极反应器在焦化废水深度处理中有很好工程应用前景。     

脉冲电化学氧化处理低浓度氨氮废水

大量未经处理的氨氮废水肆意排放,严重破坏生态环境和危害人类身体健康.本文设计了连续流循环装置,并采用脉冲电流替代直流电流处理低浓度氨氮废水,考察了脉冲电化学氧化法处理低浓度氨氮废水的优化工艺条件,研究了脉冲电流对氯离子添加量、能耗的影响.最佳工艺条件为:初始氨氮浓度为60 mg·L~(-1),氯离子浓度为120 mg·L~(-1),电流密度为70 m A·cm~(-2),初始pH值为9,溶液初始温度为20℃,脉冲频率为5000 Hz,占空比为50%.电解240 min后废水中氨氮的去除率达85.01%.结果表明,每处理1 t氨氮,脉冲电化学氧化法的氯离子添加量为2.35 t,直流电化学氧化法的氯离子添加量为2.73 t,脉冲比直流电化学氧化氨氮的能耗节约26.20%.采用脉冲电化学氧化法处理低浓度氨氮废水,可减少氯离子添加量,降低能耗,为电化学氧化法处理废水提供了新思路.     

三维电极体系中苯酚降解效率的影响因素研究

三维电极法用于处理含酚废水的影响因素研究报道较多,但并未充分在理论上阐述其影响方式及机理。采用自制的实验室小试电化学反应器对含酚自配废水进行了处理。试验结果表明:体系中苯酚降解遵循一级反应模式;通过电流效率的核算确定60min作为最佳反应时间,得到的苯酚去除率为64.3%,吨水处理能耗为14.29kW·h·t-1,实际电流效率与理论电流效率相等为0.68。对体系进水控制不同的苯酚起始质量浓度,当反应时间不变时,实际试验结果与法拉第定律一致,即电流密度与去除的污染物的量以及COD去除率与电量和进水质量浓度的比值均呈线性关系;体系中羟基自由基的产生量能够采用式[?OH]=0.1218×EC0进行计算。采用最佳反应时间t=60min、电流密度I=20A,在苯酚质量浓度为500mg·L-1时改变极板间距进行的试验结果表明电压随极板间距的增大而降低,最佳极板间距为0.21m时可获得最大去除率为78.5%,体系的启动电压为0.25V。     

新型曝气式清洁等离子体技术降解水中的苯酚

苯酚类化合物是一类毒性较强的有机污染物,对生态环境影响较大,研究了近几年新兴的一种等离子体降解水处理技术降解苯酚的效果,比较了接地极曝气式反应器和放电极曝气式反应器,考察了多种因素对曝气式高压脉冲放电等离子体降解水中苯酚效果的影响,结果表明:提高脉冲电压峰值和放电频率、减小气体的流量和针板间距等均可提高降解效果.接地极曝气式反应器和放电极曝气式反应器的最佳参数分别为:空气流量旦Q=18 m3·h-1,放电电压±20 kV,放电频率100 Hz,5mm极板间距;空气流量Q=0.032 m3·h-1,放电电压±18 kV,放电频率50 Hz,5mm极板间距.苯酚最高降解率分别能达到68.7%和40.1%.     

电液压脉冲放电等离子体降解TNT废水的研究

用电液压脉冲放电等离子体实验平台和大容量反应器对TNT废水进行处理,在放电电压为24-48kV,废水体积为7-12L,TNT初始浓度为41.67-90mg·l-1,电极为尖-尖式,间距为3-8mm的条件下,增加放电次数、升高放电电压和增加电极绝缘层长度都能提高TNT降解率,而提高溶液的电导率会降低TNT降解率.在一定的放电电压下,电极间距有一个最佳值;投加铁屑可明显提高TNT降解率,投加铁屑时,G值最高可达1.34×10-1 molecules·h-1·eV-1.     

新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化

以γ-Al_2O_3为基体,采用水热合成的方法制备新型的颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe),通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等方法对颗粒电极进行性质表征.以Ti极板作为阴极,Ti-RuO2作为阳极,采用三维电催化氧化体系处理罗丹明B(RhB)模拟废水.以无水硫酸钠为支持电解质,对各影响因素进行了优化实验研究,同时对颗粒电极电催化降解罗丹明B的反应进行了动力学模拟分析,并进行颗粒电极的重复利用实验,以探究制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对水中罗丹明B的电催化氧化性能.实验结果表明制备的新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)对罗丹明B的电催化降解反应属于一级动力学反应,反应速率常数k为30.1×10-2min-1,是传统颗粒电极γ-Al_2O_3的15倍;在颗粒电极投加量为33.3 g·L~(-1)、电压20 V、电解质浓度8 g·L-1、pH 2时,25 min后罗丹明B的去除率高达97%;同样条件下,γ-Al_2O_3电催化处理染料水时,1 h后罗丹明B的降解率仅为56%;新型颗粒电极γ-Al_2O_3@MIL-101(Fe)在电催化氧化罗丹明B的反应中具有良好的重复利用性能,经过5次反复利用,其去除率仍能保持在85%左右.     

高效产H_2O_2气体扩散电极的研究

采用C/PTFE气体扩散电极在无隔膜体系中进行H2O2发生工艺研究,探讨了石墨和Vulcan XC-72碳黑两种碳材料以及电解电压、p H值对该反应过程的影响.结果表明,在较低的空气流量(1.41 cm3·min-1·cm-2)下,以Vulcan XC-72碳黑为表面的气体扩散电极相比石墨电极有较高的H2O2产率和电流效率,碱性条件比酸性条件下H2O2产率和电流效率更好;在2.6 V恒定电压下,2 h后,H2O2浓度达到了250 mg·L-1,电流效率从69.8%降到44.7%,单位产量能耗从5.87 k Wh·kg-1升高到9.16 k Wh·kg-1.     

三维电极电化学反应器组合Fenton试剂深度处理焦化废水

采用三维电极电化学反应器组合Fenton试剂法对经过二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。在三维电极参数一定的条件下,考察了影nfi]TOC去除率的影响因素,探讨了该反应体系的降解动力学及降解机理。正交试验结果表明,反应体系中各参数的最佳值分别为p（H202投加量）=300mg·L-1,pH3．4,反应时间为90min,c（FeS04-7H20投加量）为3．5mmol·L-1,TOC去除率可达到61．7％。焦化废水的降解反应表现为一级动力学。紫外吸收光谱分析结果,废水中有机物彻底发生了降解矿化,这为三维电极组合Fenton试剂工艺在焦化废水深度处理中的工程应用提供了一定的理论指导。     

固定化多酚氧化酶对水中苯酚和氯酚的去除

以壳聚糖/蒙脱土插层复合物为载体,吸附法制备固定化多酚氧化酶,并以此催化氧化去除水中的苯酚、4-氯苯酚和2,4-二氯苯酚.考察了固定化多酚氧化酶的制备条件,对酚类化合物的催化氧化条件、动力学特性以及固定化酶的重复使用性能.结果表明,固定化多酚氧化酶的最佳制备条件为p H 5.0,酶与载体质量比20 mg·g-1,固定化6 h,所得固定化酶的载酶量为12.12 mg·g-1,每克单位载体酶活为12.76×103U·g-1.固定化多酚氧化酶对酚类化合物的最佳去除条件为:苯酚溶液p H 7.0,温度30℃;4-氯苯酚溶液p H 5.0,温度20℃;2,4-二氯苯酚溶液p H 5.0,温度30℃.在最佳反应条件下,酶与底物质量比为20 mg·mg-1时,固定化多酚氧化酶对苯酚、4-氯苯酚和2,4-二氯苯酚溶液去除率分别为63.6%、85.8%和87.8%.苯酚、4-氯苯酚和2,4-二氯苯酚的米氏常数Km值依次减小,最大反应速率Vmax依次增大,表明固定化酶对2,4-二氯苯酚的亲和力最强,催化速度最快.固定化酶循环使用6次(24 h)后对苯酚、4-氯苯酚和2,4-二氯苯酚的去除率分别为15.7%、24.2%和27.8%.     

耐盐苯酚降解菌Staphylococcus sp.的分离及降解特性

从巴丹吉林沙漠盐湖表层沉积物中筛选到一株高效耐盐苯酚降解菌CL.测定了菌株CL的生理生化指标、16S rRNA基因序列,通过动力学模型探究了该菌株的生长和苯酚降解特性,同时考察了固定化对其耐受及降解苯酚能力的影响.结果表明,菌株CL属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.),在温度30℃、pH 7.0—8.0、盐度0—10%和苯酚浓度100—200 mg·L~(-1)条件下,该菌株能高效降解苯酚,其降解率均在85%以上.菌株CL对不同浓度苯酚的降解符合Haldane模型,其最大比降解速率和抑制常数分别为0.32 h~(-1)和351.70 mg·L~(-1),同时该菌株在不同盐度下对苯酚的降解符合Ghose and Tyagi模型.固定化可以明显增加菌株CL对苯酚的降解和耐受能力.菌株CL在高盐环境下能够高效降解苯酚,具有生物处理高盐含酚废水的潜力.     

电催化氧化阳极制备及其降酚特性

以自制Ti基SnO2/Sb2O3/IrO2镀层形稳电极(Dimensionless Stable Anode)为阳极,采用电催化氧化法处理模拟含酚废水.通过涂层分析和电化学性能测试表征了自制电极特性,考察了电解质类型和浓度、电流密度、苯酚初始浓度及体系初始pH值等因素对苯酚氧化过程的影响,并探讨其降解动力学规律.结果表明,自制电极是以SnO2为基础的纳米级固熔体氧化物电极且具有较好的表面结构,运行稳定性较好.苯酚的降解主要依赖于以NaCl为电解质时产生的氯系活性物质的间接氧化作用.随着电解质浓度及电流密度的增加,苯酚降解速率随之增大;而苯酚的初始浓度越大,降解速率越慢.体系初始pH对过程影响不明显.苯酚的降解过程符合一级反应动力学。     

微生物燃料电池耦合连续搅拌反应系统(CSTR)低温下处理“糖蜜-电镀”废水

为提高传统微生物燃料电池(MFC)在低温条件下的效率,实现实验装置放大化.本实验将连续搅拌反应系统(CSTR)与双极室微生物燃料电池系统相结合,连续流处理糖蜜废水,并间接回收金属单质,处理模拟电镀废水,考察系统的产电性能和废水处理效果.结果表明,当系统稳定运行后,最高电压及功率密度分别可达到340 m V和58.65 m W·m-2.20 d后,系统COD去除率明显增加,最高COD去除率可达到81%.实验运行10 d后,银离子开始析出,最高去除率可达到90%左右.     

光伏产业清洗剂废水低温生物处理

光伏产业清洗剂废水冬季生物处理难稳定达标.操作参数调控与工艺的优化组合对微生物活性的提高及清洗剂废水稳定达标处理的实现具有重要意义.本研究通过实验室摇瓶试验以COD(Chemical Oxygen Demand)去除率、COD去除速率等为表征指标探究不同温度以及低温下p H、C/N(COD/NH_4~+-N)及处理工艺等对该废水生物处理效果的影响.结果显示,10℃下清洗剂废水生物处理效果受到明显抑制,21.5 h时COD去除率仅为49.7%,较30℃下降31.0%;偏碱性条件更利于该废水的处理.p H 8条件下COD去除率较p H为5.5时提高57.2%;初始C/N在8:1到32:1之间更利于该废水的处理.清洗剂废水在生物处理后期均出现降解停滞现象.进一步比较不同工艺下清洗剂废水的低温(15℃)处理效果,在15℃、p H 7-8和C/N 16:1条件下,相比活性污泥法,接触氧化法可将COD去除率提高7.5%左右;而两段式接触氧化法可将第二段处理中的COD去除率提高16.6%左右,最终出水达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中的一级标准.本研究通过两段式接触氧化实现了清洗剂废水的有效处理,但是该废水的降解动力学及两段式接触氧化体系中的微生物低温降解机理还有待进一步的研究和验证.(图4表3参19)     

泡沫铜气体扩散电极处理活性艳红废水

采用铜基泡沫材料作为阴极,并根据泡沫材料电阻小、强度高、孔隙多的特点设计气体扩散电极,开发了一套基于铜基泡沫材料的气体扩散电解废水处理方法.实验结果表明,该方法在电解电压仅为1.65 V时,120 min内原位生成14.29 mg·L-1的H2O2.采用该系统对活性艳红废水进行降解,结果表明其在电解电压为2 V时即可快速高效地降解活性艳红X-3B模拟染料废水,120 min内模拟废水色度去除率达96.19%,色度被快速消除.UV-Vis与LC-TOF MS检测结果表明,降解过程中,萘环、三嗪结构及较稳定的苯环均被同步快速降解.该方法所需降解电压较低,只有2 V,而普通电解方法通常需8—25 V,能耗显著下降.这种低电压气体扩散电极电解不仅极大地抑制了水的无效电解,由于产生了·OH,还能维持相对高的有效氧化还原电位,高效降解污染物,是一种高效低耗的电化学水处理方法.     

壳聚糖改性沸石吸附废水中的苯酚

开发新型低成本苯酚吸附剂是含酚废水处理技术的重点.采用90%脱乙酰度壳聚糖制备改性沸石,在与天然沸石对比的基础上,研究了改性沸石去除废水中的效果.并对影响去除率的主要因素,包括壳聚糖与斜发沸石质量比、废水pH值,吸附时间,改性沸石用量,苯酚的质量浓度等进行研究.通过正交试验确定吸附废水中苯酚最佳工艺条件是:壳聚糖与沸石质量比为1∶20.沸石-壳聚糖颗粒吸附剂用量为12 g·L-1,废水中苯酚质量浓度不大于40mg·L-1,pH值为4～6,吸附平衡时间为35 min,苯酚去除率为90%;吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟.